RT-Thread-恩智浦FRDM-MCXN947上的RW007实践——WiFi延迟和带宽测试RT-Thread问答社区

恩智浦FRDM-MCXN947上的RW007实践——WiFi延迟和带宽测试

发布于 2024-04-21 00:29:16 浏览：632 订阅该版

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本文将会介绍如何使用RT-Thread env 工具创建一个基于RT-Thread RTOS的软件项目；如何使用RT-Thread env 工具对项目进行配置，实现FRDM-MCXN947开发板通过RW007模组进行WiFi联网；以及如何使用RT-Thread env 工具对项目进行配置，实现WiFi网络延迟和带宽测试。

## 一、背景介绍

本章介主要介绍 RW007模组，以及RW007软件包。

### 1.1 RW007模组简介

RW007模组是由上海睿赛德电子科技有限公司开发的一款支持WiFi和蓝牙功能的无线通信模块，它提供了基于SPI和UART 两种接口的通信方式。

RW007模组硬件资料： https://pan.baidu.com/s/1NeQN2XNIUv4JP2ina4pnMw

SPI接口相对于UART接口，具有更高的通信速率，因此本文采用SPI接口进行实验。

RW007模组工作在SPI模式下时，主控芯片为模组需要提供1组SPI信号，一个中断输入，一个IO输出，包含电源和地总，一共8个引脚。

RT-Thread官方也提供了RW007模组的Arduino评估板（以下简称RW007评估板），如下图所示：

![image7.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/b3482634df549c911fcec6023824d8a5.jpg.webp)

图片中间部分为RW007模组。

查阅RW007评估版原理图，可以看到SPI和UART接口部分，如下图所示：

![image8.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/3dc411c95c06ed52e23c0305771a79d6.png)

可以看到，Arduino接口与RW007模组引脚的连接关系，如下表所示：

| Arduino接口引脚 | 模组引脚 | 功能说明 |
| --- | --- | --- |
| D13 | CLK | SPI时钟信号 |
| D12 | MISO | SPI主机输入从机输出 |
| D11 | MOSI | SPI主机输出从机输入 |
| D10 | CS | SPI片选信号 |
| D9 | INT | 模组中断信号 |
| D8 | RST | 模组复位控制 |
| 3.3V | VCC | 模组电源正 |
| GND | GND | 模组电源负 |

### 1.2 Arduino接口简介

FRDM-MCXN947开发板上提供了Arduino接口，如下图蓝色部分：

![image9.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/ce7718669cf93384060388b211c61f64.png.webp)

FRDM-MXCN947开发板 Arduino接口，和RW007评估版通信的引脚如下：

![image10.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/337405b1fb6339166c1a016ee2d11863.png.webp)

其中，D10~D13为SPI信号，D9为中断信号（INT），D8为复位控制（RST）；

FRDM-MCXN947开发板和RW007评估板连接如下图：

![mcxn947_rw007.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/2da87cfd65455d3551980955b1629651.jpg.webp)

### 1.3 RW007软件包简介

RT-Thread rw007软件包实现了MCU主控端与RW007模组的SPI/UART接口的底层通讯，同时实现了与RT-Thread的WiFi框架、网络协议栈对接。借助此软件包，开发者可以在RT-Thread系统上轻松实现WiFi联网或BLE功能。

软件包源码仓库链接： https://github.com/RT-Thread-packages/rw007

软件包源码仓库链接（国内镜像）： https://gitee.com/RT-Thread-Mirror/rw007

### 1.4 RT-Thread env工具简介

RT-Thread Env 工具 包括配置器和包管理器，用来对内核和组件的功能进行配置，对组件进行自由裁剪，对线上软件包进行管理，使得系统以搭积木的方式进行构建，简单方便。

RT-Thread Env工具下载页面： https://www.rt-thread.org/download.html#download-rt-thread-env-tool

## 二、创建工程

### 2.1 新建工程

首先，克隆RT-Thread主线源码到本地（Windows系统使用git-bash）：

```bash
$ mkdir -pv /e/Opensource/rt-thread/master
$ cd /e/Opensource/rt-thread/master
$ git clone https://github.com/RT-Thread/rt-thread.git .
```

接着，跳转到 FRDM-MXCN947 板级支持包（BSP）目录：

```bash
$ cd bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn947/
```

最后，使用 scons 命令创建独立的项目目录（可以在env命令行，或者gitb-bash中执行）：

```bash
scons --dist --target=mdk --project-name=rtt_n947 --project-path=e:/DIY/FRDM-MCXN947/rtt_n947/
```

其中，target参数用于指定项目模板（可以使用mdk、iar等），project-name参数和project-path参数分别表示项目名称和项目目录，可以根据实际需要修改修改。

注意：git-bash执行scons之前，需要保证已经安装了Python，并且已使用pip install scons安装scons软件包。否则会报 scons 命令找不到。

scons命令执行成功，命令输出，如下图所示：

![Untitled.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/80d2efed3f88aa75fd44818988e42b46.png)

scons命令创建的目录，内容如下图所示：

![Untitled 1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/3d41a9fa3c57448ade0a0aa5d77c5d11.png.webp)

其中，rtt_n947开头的两个文件，就是scons生成的项目文件。如果不加—project-name参数，则是project开头的两个文件。

### 2.2 添加rw007软件包

在env命令行环境中，跳转到上一小节创建的项目目录 E:\DIY\FRDM-MCXN947\rtt_n947目录，

然后，使用 menuconfig 命令：

![Untitled 2.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/6ee20d1047449b46db3f1d03e487d528.png)

### 2.3 打开RW007配置项

类似的，依次选择：

│ -> Hardware Drivers Config

│ -> Board extended module Drivers

如下图所示：

![Untitled 3.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/eed8b398b8362b8457e2c92899587a2c.png)

空格选中Enable RW007选项。

选中该选项后，将会自动选中rw007软件包，以及片上SPI1配置。

左右移动光标到Save上，回车保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件将会更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

### 2.4 启用pin驱动

类似的，依次进入菜单：

→ Hardware Drivers Config → On-chip Peripheral Drivers

如下图所示：

![Untitled 4.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/6c71b7d9c0c8f9872455f4ab9e40fd05.png.webp)

如图，选中Enable GPIO。

这样，就开启了pin驱动。开启pin驱动的原因是，SPI的CS使用了pin接口进行控制。

左右移动光标到Save上，回车保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件将会更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

### 2.5 禁用rw007的STM32驱动

类似的，依次选择：

RT-Thread online packages → IoT - internet of things → Wi-Fi → rw007: SPI WIFI rw007 driver

进入rw007软件包配置界面：

![Untitled 5.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/ac0cc0a33054c1f42ea7793983363a76.png.webp)

上下移动光标到”example driver port (rw007 for stm32)”上，回车，进入这个配置项：

![Untitled 6.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/422e413c17e49c594384849f320fa19c.png)

选中，not use example driver porting by myself。

选中之后，自动返回rw007软件包配置页面：

![Untitled 7.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/114cc98c7d9ffe68287d0a05f10aa4c3.png.webp)

此时，rw007的STM32驱动就被禁用掉了。

左右移动光标到Save上，回车保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件将会更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

### 2.6 下载软件包

刚刚我们用menuconfig选中了“RT-Thread online packages”中的rw007软件包，rw007软件包的代码默认不在本地。menuconfig选中并保存配置后，需要运行pkgs —update命令，才能将rw007软件包的代码下载到本地。

执行pkgs —update命令，输出如下图所示：

![Untitled 8.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/5b30c90856e2424e76530f657e8018f3.png)

### 2.7 更新MDK项目文件

使用menuconfig命令修改配置之后（尤其是增加软件包之后），需要更新MDK项目文件，新增的代码才会被编译。

对于scons创建时添加了project-name参数的，更新时也要加project-name参数：

![Untitled 9.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/22790b72439b99e5c9ddbe898be7f5fc.png)

## 三、编译运行

### 3.1 打开MDK项目

鼠标双击打开rtt_n947.uvprojx文件，打开后看到如下图所示：

![Untitled 10.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/7fd071f2b4cfe955b245fd053b8f1365.png)

可以看到，rw007的代码已经在里面了。

### 3.2 编译下载程序

在Keil中，按F7编译项目，按F8下载固件。

下载固件之前，需要使用USB Type-C线，将PCUSB口连接到FRDM-MCXN947开发板的MCU-LINK口上。

默认的下载固件设置是正确的，如果不能下载固件很可能是没有安装MCXN947的支持包。

下载固件完成，Keil输出如下：

![Untitled 11.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/4d4b3f0c53ad8d51fb370917a8f2b32d.png)

### 3.3 运行RT-Thread

打开串口终端，配置如下：

![Untitled 12.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/bf1b7a563279da07786928ba73810f17.png.webp)

连接串口后，

按下开发板复位键，串口终端可以看到，输出了RW007固件的版本信息：

![Untitled 13.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/c020116a65e5905e8716ef026423223a.png)

## 四、WiFi测试

接下来，我们进行一些简单的WiFi测试。

接下来我们查看wifi命令的使用方式：

![Untitled 14.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/459d89302584096fec9367ee5c5ca2f0.png)

### 4.1 扫描测试

尝试扫描周围的WiFi热点：

![Untitled 15.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/c41be9ec5455cd50b36615ef7356f7a6.png)

可以看到，成功扫描到了周围的WiFi热点。

### 4.2 连接测试

尝试连接其中的一个热点（这里连接的是无线路由器）：

![Untitled 16.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/5d9d4cd9f38da98ad09a15c585c4e047.png)

可以看到，成功连接上了WiFi热点，并且获取到了IP地址。

## 五、延迟测试

ping命令可以输出玩咯延迟信息，可以作为网络延迟的简单测试工具。

### 5.1 ping百度

接下来，用 ping 命令测试一下，板子能不能ping通baidu.com：

![Untitled 17.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/8595c13392b223b682be2f5ee62960e9.png)

可以ping通baidu.com，说明TCP/IP协议基本没有太大问题（域名解析OK，而且可以发送数据到公网主机）。

### 5.2 ping路由器

接下来，ping一下局域网的无线路由器：

![Untitled 18.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/3bfb7b34622ce6def1477e0450d53cda.png)

ping局域网的路由器，延迟明显小了很多。

作为对比，可以看一下笔记本ping路由器的延迟：

![Untitled 19.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/38b74f43c3d60707d0cbb85d087d3912.png)

我的笔记本电脑连接的也是同一个无线路由器。

模组比笔记本的WiFi延迟稍微高一点点，差别不大。

## 六、带宽测试

### 6.1 添加netutils软件包

RT-Thread的netutils组件中提供了iperf命令，可以用于测试网络带宽。

menuconfig界面，依次选择：

![Untitled 20.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/482c8190a84bd1c78da9b709182653e3.png)

选中netutils软件包，然后回车进入软件包配置页面：

![Untitled 21.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/60af2b499fe545965de12fefd8a84366.png)

如图，选中Enable iperf-liked network performace tool。

左右移动光标到Save上，回车保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件将会更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

执行pkgs —update命令，输出如下图所示：

![Untitled 22.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/e9d38f294eb0593793e8adb8e1b09a5d.png)

更新MDK项目文件：

![Untitled 23.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/b6fccdaf6a77aca1c240dd2d97d04fa9.png)

重新编译固件，下载固件，复位运行，串口终端就有iperf命令了：

![Untitled 24.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/2c4767ecb1f1b15782557e4b0d65fc78.png)

### 6.2 iperf命令参数

直接运行iperf，默认输出帮助信息：

![Untitled 25.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/86b60df9aea75b4078160feb2b0b10e6.png)

可以看到iperf的命令参数使用方法。

**注意：**

1. RT-Thread的iperf命令实现中，对参数的顺序由要求，如果使用过程中发现参数报错，需要查看源码定位原因；
2. RT-Thread的iperf不支持持续时间选项，一般是先启动，后通过stop选项停止的方式控制测试时长；

### 6.3 PC端的iperf

PC端的iperf可以到iperf项目官网下载：https://iperf.fr/iperf-download.php

我使用的mobaxterm，里面自带了iperf命令，所以就不单独下载了：

![Untitled 26.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/d2153619c42fa7a91b7333b639a1c4f6.png)

### 6.4 iperf测试准备工作

进行iperf测试之前，需要准备：

1. 最好用PC创建热点，用无线路由器也行，但是需要确保信号强度足够；
2. 确保开发板和PC直接的距离不要太远，否则WiFi信号较弱，测试的结果可能会偏小；
3. 最好在WiFi热点较少的环境下进行测试，否则测出的结果数据也会偏小；

### 6.5 进行iperf带宽测试

下面进行测试，测试步骤如下：

1. 在PC上，启动iperf服务端：iperf -s -p 5678
2. 在开发板上，通过ping命令测试开发板和PC直接IP是否可达
3. 在开发板上，启动iperf客户端：iperf -c 192.168.3.6 -p 5678  （其中192.168.3.6是PC的IP地址）
    - 启动后，可以通过ps命令查看正在运行的线程
4. 一段时间后，在开发板上，停止iperf客户端：iperf --stop
5. 开发板上iperf停止后，PC端应该可以看到iperf的输出；

开发板上整个过程的输出如下：

![Untitled 27.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/7917ecb6def15896c8ce88f7c4b1aad2.png)

PC端输出：

![Untitled 28.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/3511bc7aae896250e2880914fdfef384.png)

可以看到带宽为7.02Mbps。

### 6.6 iperf测试小结

实际上，影响WiFi带宽测试结果数据的因素很多。我们这里，其中，起决定性的的主要由以下几个方面：

1. 模组本身支持的最高WiFi传输速率；
2. 模组接口支持的最高工作频率；
3. 主控芯片接口最高支持的工作频率；
4. 热点的WiFi最高传输速率；
5. 各种环境因素，例如开发板和PC直接的距离、环境是否有其他热点干扰等等；

为了测出比较高的数据，我把开发板直接放到路由器天线边上，才测到以上的结果：

![mcxn947_wifi_ap.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240421/349ddb16fe5330db0777ff5ae019925b.jpg.webp)

好了，本篇内容就到这里，感谢阅读。

## 七、补充说明